(57)【要約】【課題】  光学回折媒体および磁気記憶テープにある既存のまたは以前に書込まれたデータ構造を利用して記憶媒体に対するトランスデューサのヘッドの相対位置を検出するための方法を提供する。【解決手段】  当該方法は、トランスデューサのヘッド（４０２）に関連付けられた読取要素（４０６）から読取信号を生成するステップを含む。上記読取信号は磁気記憶媒体（４００）に記憶された参照データトラック（４２０）から生成されたものである。当該方法はさらに、第２の回折媒体に対する第１の回折媒体の相対的な位置を判断するステップを含む。上記第１の回折媒体は上記記憶媒体（４００）に関連付けられている。上記トランスデューサのヘッド（４０２）は、上記第１の回折媒体および上記第２の回折媒体の相対的な位置および上記読取信号に応じて上記記憶媒体（４００）に対して位置決めし直される。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記憶媒体に対するトランスデューサのヘッドの位置を検出する方法であって、
トランスデューサのヘッドに関連付けられた読取要素から読取信号を生成するステップを備え、前記読取信号は、磁気記憶媒体に記憶された参照データトラックに応じて生成され、前記方法はさらに、
第２の回折媒体に対する第１の回折媒体の相対的な位置を判断するステップを備え、前記第１の回折媒体は前記記憶媒体に関連付けられ、前記方法はさらに、
前記第２の回折媒体に対する前記第１の回折媒体の相対的な位置および前記読取信号に応じて前記記憶媒体に対して前記トランスデューサのヘッドを位置決めし直すステップを備える、方法。
【請求項２】
前記読取信号の特徴は、前記参照トラックと前記読取要素との間のオフセットの関数として変動する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記特徴は、エラー信号値、雑音信号、平均振幅、平均エネルギー、キロビット値、およびエラーレート値のうちの１つ以上を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記読取信号は、前記読取要素と前記参照データトラックとの間のオフセットの関数として変動する信号品質パラメータを含み、前記トランスデューサのヘッドは前記信号品質パラメータに基づき位置決めし直される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記参照データトラックは以前に書込まれたデータトラックを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記読取要素は、前記トランスデューサのヘッドがアクティブなデータトラックにアクセスする際に参照データトラックを読取るように構成された専用のサーボ読取要素である、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
さらに、前記参照データトラックに隣接してデータトラックを書込むステップを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
さらに、前記第１の回折媒体および前記第２の回折媒体を光源で照らすステップと、前記第１の回折媒体および前記第２の回折媒体の両方を通過した光を検出するステップとを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
さらに、前記第１の回折媒体および前記第２の回折媒体を通過した光の出力パターンに基づいて、前記第１の回折媒体および前記第２の回折媒体の相対的な位置を判断するステップを備える、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１の回折媒体は前記磁気記憶媒体に含まれる、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１の回折媒体は前記磁気記憶媒体の端縁を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記第２の回折媒体は前記トランスデューサのヘッドと機械的に結合される、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１の回折媒体および前記第２の回折媒体のうちの少なくとも１つは格子状の光学マスクを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１の回折媒体および前記第２の回折媒体のうちの少なくとも１つは列状の光学マスクを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
ヘッドの位置決めサーボシステムであって、
磁気読取要素を含むトランスデューサのヘッドのアセンブリと、
前記トランスデューサのヘッドのアセンブリに対して空間的に固定された回折媒体と、
前記回折媒体および磁気記憶媒体のうちの少なくとも一部を照らす光源と、
前記磁気記憶媒体および前記回折媒体を照らす前記光源からの光を検出する検出器と、
前記検出された光、および前記磁気記憶媒体に記憶された参照データトラックに関連付けられた前記読取要素からの読取信号に応じて、前記トランスデューサのヘッドの位置を調節するように構成されたコントローラとを備える、システム。
【請求項１６】
前記読取要素は書込要素に対して、前記参照データトラックのうちの少なくとも一部との前記読取要素の位置合わせにより前記書込要素が前記参照データトラックに隣接して位置合わせされるように、空間的に固定された関係にある、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記読取信号の特徴は、前記参照トラックと前記読取要素との間のオフセットの関数として変動する、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１８】
前記特徴は、エラー信号値、雑音信号値、平均振幅、平均エネルギー、キロビット値、およびエラーレート値のうちの１つ以上を含む、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１９】
前記読取信号は、前記読取要素と前記参照データトラックとの間のオフセットの関数として変動する信号品質パラメータを含む、請求項１５に記載のシステム。
【請求項２０】
前記コントローラは、前記磁気記憶テープのうちの少なくとも一部を照らして前記回折媒体を通過する光の出力パターンに基づいて、前記トランスデューサのヘッドのアセンブリの相対的な位置を判断する、請求項１５に記載のシステム。
【請求項２１】
前記磁気記憶媒体は第２の回折媒体を含む、請求項１５に記載のシステム。
【請求項２２】
前記光源は、前記磁気記憶媒体の端縁を照らして、前記回折媒体上に結像される回折パターンを生じさせるように構成される、請求項１５に記載のシステム。
【請求項２３】
前記回折媒体は格子状の光学マスクを含む、請求項１５に記載のシステム。
【請求項２４】
前記回折媒体は列状の光学マスクを含む、請求項１５に記載のシステム。
【請求項２５】
前記回折媒体は、磁気記憶媒体に接触するように構成されたガラス製テープヘッド島状部に含められる、請求項１５に記載のシステム。
【請求項２６】
前記検出器は、テープ幅にわたり横方向に変位された第１の検出器および第２の検出器を含む、請求項１５に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、２００３年１０月２０日出願の「磁気記録および読取におけるサーボ方法およびシステム（Servo Methods and Systems for Magnetic Recording and Reading）」と題された先の出願である米国仮特許出願連続番号第６０／５１３，１５５号の利益を主張し、これはここに完全に記載されているかの如くここに引用により援用される。
【０００２】
背景
発明の分野
この発明は一般的に磁気テープ記憶装置およびシステムに関し、より特定的には、読み書きヘッドと磁気記憶テープとの位置合わせの不良を検出するヘッドの位置決めサーボシステムのための方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
関連技術の説明
大量のデータの記憶においてはデジタル式のテープ記録がなお有効な解決手段である。従来から磁気記録テープにデジタル情報を記録する場合に少なくとも２つの方式が採用されている。その１つの方式においては、回転するヘッド構造体に磁気テープを通過させ、このヘッド構造体により不連続的に並んだ横向きのトラックにユーザ情報を読み書きする。典型的には、ヘッド構造体の回転とテープの移動との同期をとるために双方向のサーボシステムが利用される。もう１つの方式においては、非回転式のヘッドにわたりかなりの線速度でテープを牽引する。この方式はリニア「ストリーミング」テープ記録／再生と呼ばれることもある。
【０００４】
大量記憶装置およびその関連の媒体が市場で生き残るにはデータ記憶容量および検索性能を増大させることが望まれる。リニアテープ記録の場合には、一般的な傾向として記録ギャップおよびデータトラック幅を狭くしたマルチヘッド・マルチチャネル式固定ヘッド構造を設けることにより、半インチ幅テープなど所定の幅のテープ媒体で多数のリニアデータトラックという目的の達成を可能としている。所与のカートリッジサイズでの記憶密度を増大させるため、テープ上のビットをより小さな面積部分に書込みかつ複数の平行な長手方向のトラックに書込む場合がある。１本のテープにおいて記録されるデータトラックが多くなるに伴って各々のトラックはますます狭くなる。したがって、テープが磁気ヘッドを通り過ぎる際にテープがテープ移動経路に対し垂直の方向で上下にシフトすること（横方向テープ運動、または「ＬＴＭ（Lateral Tape Motion）」と称される）により引起こされるエラーに対してテープは影響を受けやすくなる。ＬＴＭを引起こし得る要因は多数あり、これにはテープスリット形成のばらつき、張力の変動、案内機構における欠陥、ヘッドで主に生じる摩擦変動、および熱や湿気などの環境的要因が含まれる。これらの要因はＬＴＭにさまざまな影響を与える。たとえば突然の瞬間的ジャンプを引起こすものや、あるいは静的シフトを引起こすものがある。一般にＬＴＭは予測不可能で繰返され得ないものである。
【０００５】
マルチヘッド・マルチチャネル磁気テープ記憶システムにおいては、トラック密度を増大させ、かつこれに従いテープ当りのユーザデータ容量を増大させる際、ランダムな横方向テープ運動は制約要因であるのが一般的である。記憶テープおよびテープ上のデータトラックに対するヘッドの適切な位置合わせを維持するために、一般にテープを機械的に拘束してＬＴＭおよびデータ検索エラーを最小限に抑える。ヘッドとデータトラックとがう
まく合っていないと読取中にデータエラーが生じたり、書込中には隣接するトラックでデータが失われたりするおそれがある。
【０００６】
磁気テープにおけるトラック密度を増大させる種々の技術において、テープにサーボ情報を記録することにより書込および／または読取プロセス中にテープドライブシステムに位置決め情報を与えるという方策が採用されている。いくつかのシステムにおいては、サーボ情報の連続的なトラックを磁気的に記録し、次にこの情報を読取って位置決め参照信号として用いる。たとえば、専用かつ埋込の磁気サーボトラックや、時間および振幅の磁気サーボトラックなどを含むさまざまな技術が用いられてきた。また他のシステムにおいては、サーボ情報をユーザデータの中に散りばめたり埋込んだりする場合もある。しかしこのような例においては、テープ容量の一部をサーボ情報のために用いることでテープのデータ容量を減少させてしまう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
概要
この発明の一局面に従うと、磁気および光学サーボシステムおよびこれに伴なう方法であって、光学回折媒体および磁気記憶テープにおける既存のまたは以前に書込まれたデータ構造を利用することで記憶テープに対する読み書きヘッドの相対的な位置情報を入手するものが提供される。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一例において、記憶媒体に対するトランスデューサのヘッドの位置を検出する方法が提供される。この方法は、トランスデューサのヘッドに関連付けられた読取要素から読取信号を検知するステップを含み、上記読取信号は、磁気記憶媒体に記憶された参照データトラックに応じて生成され、上記方法はさらに、第２の回折媒体に対する第１の回折媒体の相対的な位置を判断するステップを含み、上記第１の回折媒体は上記記憶媒体に関連付けられている。上記トランスデューサのヘッドは、上記第１の回折媒体および上記第２の回折媒体の相対的な位置および読取信号に応じて上記記憶媒体に対して位置決め直される。
【０００９】
上記参照トラックは以前に書込まれた１本以上のデータトラックを含み得る。上記トランスデューサのヘッドは、上記参照トラックと上記読取要素との間のオフセットの関数として変動する上記読取信号についての１つ以上の特徴に基づき再配置され得る。加えて、上記第１の回折媒体が上記記憶媒体に含まれることも、または上記記憶媒体の端縁を含むこともある。
【００１０】
別の例において、ヘッドの位置決めサーボシステムが提供される。このシステム例は、磁気読取要素を含むトランスデューサのヘッドのアセンブリと、上記トランスデューサのヘッドのアセンブリに対して空間的に固定された回折媒体と、上記回折媒体および磁気記憶媒体のうち少なくとも一部を照らす光源と、上記磁気記憶媒体および上記回折媒体を照らす上記光源からの光を検出する検出器と、磁気記憶媒体に記憶された参照データトラックに関連付けられた上記読取要素からの読取信号および検出された上記光に基づき上記トランスデューサのヘッドの位置を調節するように構成されたコントローラとを備える。
【発明の効果】
【００１１】
ここに記載のサーボシステムおよび方法は、テープドライブシステムにおいて、記録テープに対して記録ヘッドを較正またはサーボ制御するために採用され得るものである。好適なコントローラを用いてテープに対するヘッドの相対的な位置を判断することが可能となり、こうしてコントローラにヘッドの位置を調節させてテープに対する所望の位置を達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
添付の図面および前掲の特許請求の範囲との関連で以下の詳細な説明を検討することにより、この発明およびその種々の実施例がよりよく理解される。
【００１３】
詳細な説明
サーボシステム、たとえば一次サーボシステムまたはサブシステム・サーボシステムなどのための較正および／または位置決め情報を得るためのさまざまな方法およびシステムが提供される。以下の説明は、当業者がこの発明のさまざまな局面を実現し利用できるよう与えたものである。特定の材料、技術および用途についての説明は単に例として与えたものである。当業者にはここに記載した各例のさまざまな変形例が明らかであろう。また、ここに画定される一般的な原理は、この発明の意味および範囲を逸脱することなく他の例および用途にも適用可能である。
【００１４】
テープドライブシステムにおいて読み書きプロセス中に磁気記憶テープに対してトランスデューサのヘッドを正確に位置決めすることは、磁気記憶テープシステムの分野における主要な課題の１つである。一般的に、テープドライブ電気機械システムで採用される閉ループサーボシステムにおいては、記憶テープに対するヘッドの位置の推定値を利用してデータトラック位置に対しトランスデューサのヘッドを位置合わせする。以下に例として述べる方法およびシステムにおいては、磁気記憶テープに対するトランスデューサ要素の相対的な位置決めに用いられる位置情報を収集するために、磁気記憶媒体にある既存のデータ構造と、この記憶媒体の位置に関連付けられる回折媒体とを利用する。ここに例として記載する方法およびシステムは、磁気サーボデータを書込むことなしにまたはサーボ位置決め情報を検出するための光学サーボシステムなどを装着するための機械的構造体などを含む別個のサーボシステムで使用可能である。機械的構造部を減少させているので、サーボアクチュエータの応答性を増大させることができ、アクチュエータ帯域幅を増大させトラック幅分解能を細かくすることが可能となる。加えて、既存のデータ構造および回折媒体を用いた方法およびシステムの例によれば、データトラックの書込が幅の減少および位置決めの向上をもって可能となるため、記憶量の増大およびエラーレートの減少が可能となる。しかし当業者であれば、この方法およびシステムの例は、その他さまざまなサーボシステム、たとえば磁気または光学サーボシステムを強化または支援するために使用可能であることが認められるであろう。
【００１５】
ここに例として記載するさまざまなシステムおよび方法で用いられ得るテープドライブシステムおよび方法の例としては、たとえば米国特許第６，２４６，５３５号、第６，１０８，１５９号および第５，３７１，６３８号、ならびに米国特許出願番号第０９／８６５，２１５号に記載されたものが含まれ、そのすべてがここに完全に記載されているかの如くここに引用により援用される。当業者であれば、ここに例示するシステムおよび方法の１つ以上において、その他さまざまな好適なテープドライブシステムおよびサーボシステム（当業者には明らかであろういくらかの変更が加えられることもあり得る）が用いられ得ることが認められるであろう。
【００１６】
以下の説明においては、ドライブシステムなどに正確なサーボ情報を与えるためにさまざまな組合せで用いられ得る磁気サーボ方法の例および光学回折サーボ方法の例について詳細に述べる。一例においては、光学回折サーボシステムは一次サーボシステムとして用いられ、磁気サーボサブシステムがヘッドの位置に対する細かい調節を行なう。
【００１７】
磁気サーボ方法およびシステム
一局面に従うと、サーボシステムのための位置情報を入手するための方法およびシステムが提供され、これは、参照データトラックから検出された信号から読み書きプロセス中
に較正シーケンスを実行するステップを含む。たとえば、トラックのオフセットに従い少なくとも一局面で変動する参照データトラックからの読取信号、たとえば標準的な分類の信号またはデータ完全性の検出信号などを用いて、参照トラックに対する読取要素の位置情報を推定することができる。この位置情報を用いて、読み書きプロセス中に、磁気テープおよび磁気テープ上のデータトラックに対するヘッドの位置をより正確に判断することができる。
【００１８】
典型的なデータ記憶装置におけるデータトラックは、多くの検出手段により可能なデータ完全性について分類可能である。たとえばデータ完全性の検証は、平均振幅、位相同期ループ（ＰＬＬ（Phase-Locked Loop））のロック／アンロック、読取可能データから読取不可能なデータへの遷移、キロビット、エラーレートなど、読取信号に関連した特徴を検出して行なうことができる（データ完全性に関する信号は「トラック修飾子」とも称される）。一例において、以前に書込まれたデータトラックの位置を判断するために、データ完全性検出信号の感度をオフトラック位置の関数として利用する。たとえば、データ完全性信号の感度は、読取要素がデータトラックを横切って動くにつれて変化する。一般に応答の変化はトラック中心から離れた極めて特殊な場所で起こり、一般に応答の変化は繰返され得て信頼性のあるものである。このようにして、オフトラック位置の関数としてのデータ完全性信号の応答を判定して、サーボシステムにおける正確な位置情報のために用いることができる。
【００１９】
この方法の一例において、ドライブシステムがトラック位置を維持する能力に基づき、たとえば「開ループ」制御またはその他ドライブシステムに利用可能なサーボ制御方法により、第１のデータトラックが磁気記憶媒体に書込まれる。この後のデータトラックが１本以上の既存または以前に書込まれたデータトラック（ここで「参照」データトラックと呼ぶ）から参照される。第１のデータトラックｎが次の隣接するトラックｎ＋１のための参照トラックになる。データトラックが逐次書込まれる度ごとに、読取要素などのセンサが、以前に書込まれた少なくとも１本の参照トラックを連続的または間欠的に監視して相対的な位置情報をもたらすことができる。たとえば、所望のトラック幅および間隔付けについて読取要素と書込要素とが互いに対して固定される場合、この読取要素が参照トラックから外れつつあるまたはオフセットであることを示す読取信号により、書込まれているトラックもまた参照トラックに対する所望の位置から外れつつあるまたはオフセットであることがサーボシステムに示される。この追跡情報を判断するのに用いられ得る信号には、たとえばトラック平均振幅、参照トラックの平均エネルギー、読取ゲート（または「ｒｄゲート」）信号の平均エネルギー、ＰＬＬのロック／アンロック、読取可能データから読取不可能なデータへの遷移、キロビット、エラーレート情報、およびその他上述のようにトラックのオフセットの関数として変化する好適な読み書きパラメータが含まれる。
【００２０】
サーボ方法の一例について図１を参照して説明する。この例では、少なくとも１本のデータトラックｎ−１が記憶媒体１００に書込まれ、記憶媒体１００上においてこのドライブのサーボシステムの能力に基づき位置合わせされる。この後書込まれるデータトラックｎの位置が参照されるためには、少なくとも部分的に、１個以上のサーボ読取要素１２０を、以前に書込まれたデータトラックｎ−１に対する既知の関係で位置決めする、たとえば隣接するデータトラックｎ−１の遠い方の端縁付近で位置合わせする。書込要素１０５およびデータ読取要素１１０をサーボ読取要素１２０からの信号に基づき調節または動かすことにより、トラックｎ−１に対する書込要素１０５およびトラックｎの相対的な位置における変動を減少させる。その他このドライブシステムに利用可能なサーボシステムを並列的または直列的に用いて位置情報をもたらしてもよい。
【００２１】
一例において、サーボ読取要素１２０によるトラックｎ−１の読取が問題なく行われ得る（たとえば所望のエラーレート内など）場合、トラックｎはトラックｎ−１に対して正
しく位置決めされており、すなわちトラックｎはトラックｎ−１を上書きしていない。トラックｎ−１の読取に問題がある場合、ヘッド１１０を位置決めし直してトラックｎをトラックｎ−１から離す。トラックｎ−１の読取に問題がなかった場合、書込要素１０５をわずかにトラックｎ−１側へ動かしてトラックｎとトラックｎ−１との間隔付けを減少させてもよく、この後もう一度読取を行なってトラックｎ−１が上書きされないことを確実にしてもよい。サーボ読取要素１２０によるトラックｎ−１の読取プロセスおよび書込要素１０５の調節を行なうプロセスは連続的または間欠的に実行可能であり、これによりトラックｎおよびｎ−１を所望の幅および間隔付けに維持することを試みる。一例において、トラック幅は約１μｍから４４μｍの範囲内にされ、データトラックのピッチは約１μｍから４４μｍの範囲内にされる。トラック幅は、特定の用途や所望の記憶密度、エラーレートなどに依存して変わり得る。
【００２２】
別の例に従うと、読取要素は２本の参照データトラックの隣接する端縁と位置合わせされ、位置情報が取得される。書込要素の調節は、上記２本の参照データトラックのギャップ位相に対応した読取ヘッドからの信号に基づき行なうことができる。たとえば、位置情報は、２本の隣接する参照トラックのギャップ位相中における振幅を監視し、この振幅をランダムデータの振幅と比較するすることにより、取得されてもよい。
【００２３】
図２Ａを参照して、２本のデータトラックｎ−１およびｎ−２が磁気記憶媒体１００に書込まれた後、以前に書込まれたデータトラックｎ−１およびｎ−２を参照しながらアクティブなデータトラックｎが書込まれる。たとえば、データトラックｎ−１およびｎ−２が記憶テープに書込まれた後、かつ書込要素２０５によりトラックｎを書込んでいる間に、サーボ読取要素２２０は以前のデータトラックｎ−１とｎ−２との境界にある。データブロック１７０間のギャップ１６０中にとられたトラックｎ−１からの読取信号の振幅を用いて、トラックｎ−１およびｎ−２と比較されるトラックｎの相対的な位置を決定することができる。
【００２４】
たとえば、ギャップの信号サンプルが比較的一定な場合、サーボ読取要素２１０はトラックｎ−１およびｎ−２にわたりほぼ等しく位置決めされる。信号サンプルが変動する場合には、読取要素２１０は１トラックにわたり等しく位置決めされない可能性が高い。図２Ｂは、サーボ読取要素２２０からの信号の名目的な読取信号包絡線を例示する。書込要素２０５およびデータ読取要素２１０がトラックｎの中心にあり、かつサーボ読取要素２２０がデータの上のみに位置決めされた場合、読取信号は最大振幅にある。サーボ読取要素２１０がトラックｎ−１またはｎ−２のいずれかからのギャップ１６０の上に位置決めされている場合、読取信号は最大振幅の２分の１にあることになるが、それは読取要素２１０のうち半分がギャップ１６０上に位置決めされているからである。
【００２５】
図２Ｃは、サーボ読取要素２１０がオフトラックで位置決めされているときのサーボ読取信号を例示する。書込要素２０５がオフトラックで位置決めされ、サーボ読取要素２１０がトラックｎ−１およびトラックｎ−２の上で等しく位置決めされていない場合、サーボ読取信号包絡線には交替するギャップ変調深度が含まれるが、それはこの振幅が、トラックのうち１本に関連したギャップ１６０のため最大の２分の１を上回る分だけ減じられ、そして、もう１本のトラックに関連したギャップ１６０のため最大の２分の１を下回る分だけ減じられるからである。書込要素２０５を調節することにより、読取信号からのギャップ変調深度を安定させ、各々の遭遇するギャップ１６０につき等しくすることができる。
【００２６】
信号の振幅は間欠的または連続的に監視することができ、これによりサーボシステムがヘッドをトラックｎ−１に対して所望の位置で維持するための情報をサーボシステムに与えることができる。
【００２７】
図３はこの方法の別の例を示し、ここでは２個のサーボ読取要素３２０ａ，３２０ｂは２本の参照データトラックｎ−１およびｎ−２の隣接する端縁に対して位置合わせされ、そして、当該端縁にある。これら２個のサーボ読取要素３２０ａ，３２０ｂからの読取信号に基づき書込要素３０５を調節することができる。ギャップ１６０中におけるサーボ読取要素３２０ａ，３２０ｂからの読取信号の振幅はオフセットの大きさおよび方向を示す。トラックｎ−１およびトラックｎ−２におけるギャップ１６０からの読取ヘッド３２０ａ，３２０ｂからの信号の相対的な振幅同士を比較する。信号振幅の比が１であれば、アクティブなトラックｎの位置は正しく位置決めされている。この比が１でなければヘッドを適当な方向で位置決めし直す。たとえば、一方の読取ヘッドについてのより大きい振幅によってオフセットの方向が示される。読取信号を連続的または間欠的にサンプリングまたは測定し、これをコントローラにより用いて書込ヘッドをトラックｎ−１およびｎ−２に対して所望の位置に位置決めすることができる。
【００２８】
また、ここに記載の方法の例をさまざまに組合せることも企図されており、これにはサーボ読取要素のさまざまな数および構成が含まれる。たとえば、参照データトラックを読取るように構成された第１のサーボ読取要素と、２本の隣接する参照トラックをまたがるように構成された第２のサーボ読取要素とを含むシステムを設けて、トラックのオフセットの関数として変動する第１の信号と、トラックのオフセットを示すギャップ振幅を検出する第２の信号とを得ることができる。
【００２９】
この方法およびシステムの別の例に従うと、所定の時間で読み書きヘッドに読み書きプロセスを止めさせ、ヘッドのアセンブリを動かして参照データトラックの端縁の場所を突き止める。次にシステムは、アクティブなトラックに対する参照データトラックの場所および境界（たとえば端縁）を記録し、読取ヘッドからの信号または所定の値に基づきアクティブなトラックの位置について調節を行なうことができる。上記のように読み書きを止めて参照データトラックの場所を調べるプロセスは、データトラックの書込中に所望に応じて周期的に繰返され得る。磁気テープドライブでの使用について、この例は正確で繰返し可能な位置決め情報を入手するよう実現され得る。
【００３０】
図４を参照して、書込プロセス中における相対的な位置情報を判断するための方法の一例について説明する。読み書きヘッド４０２の所与の幾何学的構成につき、ドライブサーボシステムは以前に書込まれた参照データトラック４２０を読取ることによって、アクティブなトラック４１０（すなわちデータの書込または読取のいずれかのためにアクセスされているトラック）の上にわたりヘッド４０２の位置を細かく調節するための情報を入手することができる。一例においてシステムは、参照トラック４２０の上にわたって位置決めされたときの読取要素４０６の信号品質値およびテープドライブの読取チャネルデータ有効性リソース（ＲＣＤＶＲ）などのデータ完全性読取信号を用いる。読取信号品質値は、参照ヘッド４０６を含むヘッド４０２が参照トラック４２０上を通過する際に監視され得る。アクティブなトラック４１０の場所に対する参照トラック４２０の中心位置および／または端縁の相対的なレイアウトにより、ドライブサーボシステムがトラック４１０上でのヘッド４０２の位置を調節することが支援され得る。
【００３１】
一例において、読取チャネルデータ有効性リソース（ＲＣＤＶＲ）はリレーテープ信号（ＯＮ／ＯＦＦ）をもたらし、この信号を「データ有効」信号（図４の「データ有効信号」）と呼ぶ。この信号は以下のデータ有効性指標および信号のうちいずれか、またはそのうち任意のものの組合せに基づいて読取要素４０６がデータを回復する能力を表わす。
【００３２】
１．データ振幅有効
２．データ周波数／位相有効（位相同期ループ有効）
３．データブロックのプリアンブル／ポストアンブル振幅およびまたは位相／周波数およびまたは同期信号有効
４．データパターン有効
５．データブロックのプリアンブル／ポストアンブルパターン有効。
【００３３】
図４の下側は、動作中のヘッド４０２の相対的な位置が決定できる、ヘッド４０２から受取られた読取信号の一例を示す。ヘッド４０２の読取要素４０６が参照トラック４２０にわたって動くのに伴い、データ有効信号において、その状態はデータが有効でない参照トラック４２０の端縁付近の「ＯＦＦ」からデータが有効になる「ＯＮ」へ変化し、そして読取要素が参照トラック４２０における反対側の端縁を通り過ぎるところでＯＦＦに戻る。トラックレイアウトについての各寸法を調べ参照トラック４２０上にわたり読取要素４０６を位置決めするために、サーボシステムは指定された期間（図４に示すトラックレイアウトチェック期間Ｔｓ）においてアクティブなトラック４１０上で読み書き機能を止め、参照トラック４２０の端縁へおよびその上にわたり検索を開始させることができる。データ有効信号の状態と、サーボ位置検知装置の与えるアクティブなトラック４１０の場所に対するヘッド４０２の瞬間的な相対的な位置とを監視することにより、サーボシステムはアクティブなトラック４１０に対する参照トラック４２０の場所および境界を記録する。この記録された値を「参照位置」と呼び、これを名目的な値と比較する。差がなければトラックレイアウトは正しいものであり、サーボシステムはアクティブなトラック４１０へもう一度検索を開始して読み書き機能を再開させることができ、次のトラックレイアウトチェック期間Ｔｓまで他に動作はない。一方、測定された参照位置とその名目値との間に差がある場合、これはトラックレイアウトに変化がある、またはテープ４００とヘッド４０２との相対的な位置に変化があることを示しており、この場合サーボシステムはアクティブなトラック４１０へもう一度検索を開始してサーボ位置決めループの参照位置に変更を加え、トラックレイアウトを名目的な寸法へと修正する。それからシステムは読み書き機能を再開させ、これを次のトラックレイアウトチェック期間Ｔｓまで行なう。
【００３４】
この特定の例においては、データトラックレイアウトチェック中にはデータをアクティブなトラック４１０から検索したりまたはトラック４１０に書込んだりしないため、データパターン内にはデータのない周期的なギャップが生じる。このギャップの長さおよび期間（Ｔｇ）は、参照トラックへの運動およびそこからの運動の期間（Ｔｍ）と、参照トラックからのデータ有効情報を正確に分析するための時間（Ｔｄ）とにより決定される。これらギャップの頻度（Ｆｓ＝１／Ｔｓ）はこの方法の修正帯域幅能力を決定し、さらにテープ容量へのオーバーヘッドを決定する。一般に、トラックレイアウトチェックの頻度が高ければ修正の高速化が可能であるが、記憶媒体のデータ容量は減少する。
【００３５】
当業者であれば、ここに例示した方法は単独で実施されても、またはドライブシステムに関連付けられたファームウェア、ソフトウェアおよびハードウェアの任意の組合せで実施されてもよいことが認められるであろう。
【００３６】
この方法の別の例に従うと、読み書きプロセスは止められ、専用の読取ヘッドは動かされ、アクティブなトラックの読み書きプロセス中の参照データトラックの端縁が配置される。システムはアクティブなトラックに対する参照データトラックの場所および境界を記録して、上述のように読取ヘッドからの信号または所定の値に基づきアクティブなトラックの位置に調節を行なうことができる。データトラックの書込中、上述のように読み書きを止めて参照データトラックの場所を調べるプロセスは、所望に応じて周期的に繰返すことができる。
【００３７】
図５に示す例は図４の例と類似するが、ヘッドのアセンブリ５０２に専用のサーボ読取要素５０８が含まれている点で異なっている。サーボ読取要素は参照トラック５２０の端
縁に隣接して位置決めされており、このため必要とされるヘッド５０２の動きは少なくなり、参照トラック５２０における１つ以上の端縁および／または中心位置を参照するのに必要な時間も短くなる。一例において、この方法およびシステムは専用のサーボ読取要素５０８からのＲＣＤＶＲ信号を用いて、参照トラック５２０の端縁に対するアクティブな読取要素５０６および書込要素５０４の場所を判断する。それからこの位置情報を用いて、サーボシステムがアクティブなトラック５１０の上で読取要素５０６および書込要素５０４を調節するのが支援される。
【００３８】
この方法の別の例に従うと、専用の読取ヘッドは、アクティブなトラックの場所に対する参照データトラックの相対的な位置に関連した連続的な読取信号をもたらす。サーボシステムはこの位置情報を用いて、書込ヘッドの位置を参照データトラックに対する所望の相対的な位置へ調節することができる。
【００３９】
図６に示す例は図５の例と類似するが、専用のサーボ読取要素６０８が、参照トラック６２０に対するサーボ読取要素６０８の位置に関連した連続的な信号をもたらす点で異なる。よって、この例でサーボシステムは連続的な位置判断を行ない、ヘッド６０２の位置について連続的な調節を行なうことができる。
【００４０】
読取要素６０８が参照トラック６２０の端縁の全体を動くのに伴い、読取信号（またはデータ有効信号）は参照トラック６２０の端縁に対するサーボ読取要素６０８の相対的な位置に比例する線形信号をもたらす。この読取信号をフィードバック位置決め信号として用いて、サーボ読取要素６０８による参照トラック６２０の端縁の追跡を確実に実行する。ヘッド６０２の設計については、サーボ読取要素６０８が参照トラック６２０の端縁を追跡する際にアクティブな読取要素６０６および書込要素６０４がアクティブなトラック６１０の上に位置決めされるような設計とする。よって、ここに例示の方法によると、以前に書込まれたトラックまたは参照トラックに沿っており当該トラックに平行に配される所望のトラック位置にヘッド６０２を位置決めするためのサーボ読取信号がサーボシステムに供給される。
【００４１】
例
上述の方法の一例では、クォンタム・コーポレーション（Quantum Corporation）製のＳＤＬＴ（Super Digital Linear Tape）２２０テープドライブで用いられるようファームウェアを書いた。このファームウェアはＳＤＬＴ２２０の光学的追跡サーボシステムを利用し、隣接する参照トラックの端縁の読取からの「支援」を受けた。ＳＤＬＴ２２０読取チャネルにより読取ゲート信号を生成し、これにより読取チャネルが良好なデータブロックを読取ったかどうかを示す。この読取ゲート信号が所定の値よりも大きければデータブロックは良好なものである。一方、読取ゲート信号が所定の値を下回れば、データブロックは不良である。
【００４２】
ＳＤＬＴ２２０の標準モードでいくつかのデータトラックを書込んだ。次にこれらデータトラックを読取った。ＳＤＬＴ２２０光学サーボがヘッドをデータトラックの中心にロックした後、サーボシステムにより読取ゲート信号が周波数１０ＫＨｚで７．５ミリ秒間サンプリングされた。サンプルの大多数が良好であれば、現在の光学サーボ位置にオフセットを追加してヘッドをアクティブなトラックの中心からさらに遠くへ動かした。サンプルの大多数が不良であれば、現在の光学サーボ位置にオフセットを追加してヘッドをアクティブなトラックの中心側へ動かした。このように読取ゲート信号をサンプリングしてから現在の光学サーボ位置にオフセットを加えたりまたは引いたりする手順をテープの長さにわたって連続的に繰返した。ヘッドはアクティブなトラックの端縁へ段階的に動き、テープの長さにわたってアクティブなトラックの端縁に追従し続けた。
【００４３】
この後、いくつかのデータトラックを書込む試験を実施し、ここで標準的なＳＤＬＴ２２０用光学サーボシステムを用いたが、光学サーボ信号経路の中に１０Ｈｚの正弦波状周波数を挿入することにより、サーボが名目的な位置から１０Ｈｚの正弦波状の偏りをもってデータトラックを書込むようにした。次に上述の方法を用いてデータトラックを読取った際、ヘッドは書込プロセス中に挿入された１０Ｈｚ信号に追従した。
【００４４】
さまざまなトランスデューサのヘッドの例が上述の方法およびシステムの１つまたはそれ以上で用いられ得る。ヘッドの設計の一例は、２個の読取要素を有する中心タップ付きヘッドを含み、読取要素の一方は、隣接するデータトラックからサーボ位置決め情報を導き出すように位置決めされた専用の読取要素を含む。たとえば、第１の読取要素は現在アクティブな所望のトラックにあるデータを読取り、一方で第２の読取ヘッドは隣接する参照データトラックからのサーボ位置情報をもたらす。
【００４５】
図７は有効な２個の読取要素３２，３６を伴う中心タップ付きヘッドの例７００を示す。動作において、読取要素３２はアクティブなトラックの中心に位置決めされるように構成され、トラック幅は約０．５０である。読取要素３６は約０．８トラック幅であり、読取要素３２からリセス３４により０．６０トラック幅だけ隔てられる。読取要素３６は参照トラックの中心に位置決めされるように構成される。第２の読取ヘッド３６の寸法はこの例では０．８トラック幅であるが、これはトラックを細かく位置決めするのに用いられるトラック修飾子の範囲内にある。ヘッド７００における読取要素３２，３６を含む部分は１本の磁気抵抗ストリップを含む。ヘッド７００の電気接続については、データ読取要素リード２０およびサーボ読取要素リード２４が共通のリード２２から独立するような電気接続とする。
【００４６】
図８はヘッドの一例８００を示す。この例では、ヘッド８００は２個の読取要素３２，３６を伴なって中心でタップを設けられ、読取要素３２は０．５トラック幅で、アクティブなトラックの中心に位置決めされ、読取要素３６もまた０．５トラック幅で、読取要素３２からリセス３４により０．２５トラック幅だけ隔てられる。この構成においては、読取要素３６は参照トラック端縁と位置合わせされてトラック修飾子などを検知し、こうしてサーボシステムのための位置決め情報をもたらすことが可能である。
【００４７】
図９はヘッドの一例９００を示す。この例においては、ヘッド９００は２個の読取要素３２，３６を伴なって中心でタップを設けられる。ヘッド９００の構成は図８と類似するが、リセス３４が０．６５トラック幅である点で異なっており、このため読取要素３６は参照トラックにおける反対側の端縁と位置合わせされるように構成される。
【００４８】
図１０は、多数のタップおよび多数の読取要素を伴うヘッドの例１０００を示す。ヘッド１０００は、リセス３４，３８で隔てられた３個の読取要素３２，３６，４０を含む。第１の読取要素３２はアクティブなトラックを読取るためのものであり、名目的にトラック中心に位置決めされる。第２の読取要素３６は参照トラック端縁付近、たとえばトラックｎ−１における端縁ｎ−２側の端縁上に位置決めされる。第３の読取要素４０は第２の参照トラックにあって、たとえばトラックｎ−２におけるトラックｎ−１側の端縁に位置決めされる。ヘッド１０００は２個の読取要素を伴うプッシュ・プル構成で用いることができ、これら２個の読取要素はｎ−１とｎ−２との境界のトラック端縁からサーボ修飾子を検知する。ヘッド１０００はさらに共通のリード２２および読取要素リード２６を含む。
【００４９】
図１１はヘッドの別の例１１００を示す。幅が０．５トラック幅であるデータ読取要素３２はサーボ読取ヘッド３６の中心から１．５トラック幅だけ離れて位置決めされる。読取要素３２と読取要素３６との間でリセス３４により形成される間隔は１．０トラック幅
である。ここに例示するヘッド１１００は、以下に記載のマルチヘッドチャネルの１磁気抵抗ストリップを形成することができる。
【００５０】
図１２は、中心タップによるデータおよびサーボ読取要素を用いた典型的な読み書きマルチチャネルヘッドの相対的な幾何学的構成を例示する。具体的には、１チャネルについてのデータ読取要素１２３２およびサーボ読取要素１２３６との関連で書込要素１２０５を示す。
【００５１】
光学サーボシステムおよび方法
以下の記載には、既存のデータ構造を用いた上述の磁気サーボ方法およびシステムとの関連で有利に用いられるいくつかの光学サーボシステムが含まれる。たとえば、システムは一次システムおよびサブサーボシステムを含むことができ、ここに記載する光学サーボシステムは一次サーボ制御を行ない、以前に書込まれたデータ構造に基づくサブサーボシステムが細かい調節を行なう。
【００５２】
ここに記載する光学サーボ制御方法の一例に従うと、第２の回折媒体に対する第１の回折媒体の位置を判断し、ここで第１の回折媒体は磁気記憶媒体に関連付けられる。少なくとも１個の光源（たとえばレーザなどのコヒーレント光源）が第１の回折媒体を照らして第１の回折パターンを生成する。第１の回折パターンは第２の回折媒体を照らして出力回折パターンを生成する。この出力パターンを少なくとも１個の検出器により検出する。コントローラにより、検出した出力パターンに基づいて第２の回折媒体に対する第１の回折媒体の相対的な位置を判断する。コントローラは、検出された出力パターン（たとえば検出された出力パターンの合計強度）に基づいて第１の方向（たとえば横方向）で第２の回折媒体に対する第１の回折媒体の相対的な位置を判断することができる。
【００５３】
ここに例示する方法は、光の透過を許すようにパターン付けされ得る材料を用いたあらゆる測定システムまたは位置決めシステムに適用可能である。材料は、測定対象に取付けられたまたはその一部にされたパターンを伴なって作製される。結果として得られた回折媒体は「対象マスク」と呼ぶことができる。第２の回折媒体または「参照マスク」はこれと同一または類似のパターンを含むことができる。
【００５４】
第１および第２の回折媒体は、それぞれ第１および第２のマスクパターンを有する第１および第２のマスクを含み得る。マスクパターンの各々は、格子状の透過可能な点、長円形の孔、またはこれに類似のマークなどを含み得る。マスクパターン同士は同一であってもよい。別の例では、１つのマスクパターンはもう１つのマスクパターンにおける各々すべての列につき整数倍数の列のマークを含むことができ、ここでの１列は、横方向に対して直交する長手方向でマスク平面上にある。別の例では、第１および／または第２のマスクのパターンは長手方向に並んだ線を含み得る。
【００５５】
上記少なくとも１個の検出器は第１および第２の検出器を含む場合があり、その場合、この第２の検出器を第１の検出器に対して横方向で空間的に変位させて、第１の検出器から９０度オフセットした様態で出力パターンを検出させる。たとえば、第１の検出器が１列の空隙と横方向に整列される場合、第２の検出器を横方向に変位して上記空隙からの光のうち２分の１を検出させることがあり得る。別の実施例では、第１および第２の検出器は互いからたとえば１２０度など単に部分的に直交して変位される場合もあるが、これもまた直交成分を含むことになる。この直交性のため、コントローラは第１の回折媒体に対する第２の回折媒体の運動方向を判断することができる。
【００５６】
ここに記載するサーボシステムをテープドライブで採用することで記録テープに対して記録ヘッドをサーボ制御することができる。このようなテープサーボシステムにおいて、
第１の回折媒体は記録テープを含み得る。この記録テープは、サーボトラックまたはその他のマークを第１のマスクパターンとして有する第１のマスクとして働くことができる。第２のマスクは記録ヘッドと機械的に結合され得る。コントローラはヘッドのアクチュエータを通じてヘッドの横方向の位置を制御する。コントローラはテープに対するヘッドの相対的な位置を判断し、こうしてコントローラでヘッドの位置を調節してテープに対する所望の位置を達成することが可能となる。
【００５７】
干渉マスクを（たとえば参照マスクを記録ヘッドに装着して）採用する１つの利点として、可動の光学センサが必要でなくなるためテープのための光学系が単純化されアクチュエータの嵩が減少（機械的応答性が増大）されることである。また、この例によれば、極めて不透明な透過性媒体および干渉振幅ならびに、自己整列パターンによる光集合を用いることも可能となる。
【００５８】
図１３は一例に従う光学サーボシステムを例示する。この例は１次元の対象運動を検出するものとして記載し示してあるが、当業者にはここに記載の技術を多次元へ拡張できることが認められるであろう。この例においては、関心の向けられる運動は垂直方向（すなわちテープ移送の長手方向に対して直交する横方向）である。マスクとしては、図１３に示すように記憶媒体に関連付けられた対象マスク１３２０および参照マスク１３３０の２つが使用される。一例において、対象マスク１３２０は記憶テープなどの対象に取付けられるかまたはこれに含められ、参照マスク１３３０は静止位置に保持される。コヒーレントレーザソースなどの光源１３１０が対象マスク１３２０および参照マスク１３３０を照らす。ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）またはＣＣＤ（Charge Coupled Device）光検出器アレイなどのセンサ１３４０を用いて、対象マスク１３２０そして参照マスク１３３０を通過した光エネルギーを測定する。光源１３１０、センサ１３４０および参照マスク１３３０は、対象および当該対象に関連付けられた対象マスク１３２０に対して機械的に固定される。マスクパターンはたとえば図１４に示す格子状の円形パターンまたは図１５に示す線パターンを含み得る。マスクパターンの寸法は測定分解能に関係し、たとえば一般的にマスクパターンのマークの寸法が小さくなればその結果として測定分解能がより細かくなる。一例において、マスクたとえば図１４に示すものの直径は１２μｍでピッチは２４μｍである。当業者であればその他さまざまなマスクパターンが可能であることが認められるであろう。
【００５９】
センサ１３４０は、対象マスク１３２０そして参照マスク１３３０の両方を通過した全体の回折光エネルギーを測定し、当該エネルギーは対象マスク１３２０および参照マスク１３３０の両方の位置に関する情報を含む。たとえば、検出光の最大強度が起きるのは、対象マスク１３２０のパターンが参照マスク１３３０のパターンに対して整列されたときである。対象マスク１３２０が垂直方向（横方向）に動くのに伴い、対象マスク１３２０の回折パターンと参照マスク１３３０のパターンとの各々の列交差に対応して、増加し減少する強度の変化が生じる。対象マスク１３２０のパターンと参照マスク１３３０のパターンとが適切に整列されていれば、最大光強度が起きるのは対象マスク１３２０の列が参照マスク１３３０の列と一致するときである。最大強度の列交差が起きるのは、対象マスク１３２０のパターンが参照マスク１３３０パターンの直上にあるときである。
【００６０】
直角位相の波形、たとえば正弦および余弦の波形を用いて列の数および方向を維持することができる。たとえば、位相が９０度だけオフセットされた２個のセンサシステムを用いることで、正弦および余弦の信号を生成させることができる。
【００６１】
当業者にはこのシステムをさらに強化させる方策が認められるであろう。たとえば、対象マスク１３２０と参照マスク１３３０との間に結像光学系を置くことにより、参照マスク１３３０上に結像された対象マスク回折パターンを最適化することができる。光視準レ
ンズおよび集光レンズを用いて、センサ１３４０が集める光量を向上させることもできる。
【００６２】
この方法およびシステムの別の例に従うと、テープドライブが上述の二重マスク干渉技術を用いてサーボ情報を検出し、１つのマスクパターンがシステムの記録ヘッドに取付けられる。磁気テープ上に配置されたサーボパターンが第２の回折マスクパターンをもたらす。一例では磁気テープとして、クォンタム・コーポレイション製のＳＤＬＴドライブで用いられるものや、またはその他任意の好適な記憶テープを採用でき、光学回折サーボシステムは現在のＳＤＬＴ  ＬＴＭ変形システムで使用可能である。ここに例示する方法およびシステムにより、テープマスク位置に対するヘッド運動の測定値が得られる。
【００６３】
一例において、参照マスクパターンは最大の光の透過を許すように設計され得る。マスク材料は光学パターンを伴って作製され、ヘッドのアセンブリに取付けられるかまたはその一部にされる。マスクパターン回折干渉は増幅したパターンを生じさせ、これを用いてテープ運動と、参照マスクに対する対象マスクの位置とを検出し最終的には制御する。この例によれば、テープ媒体に変更を加える必要なしに、従来のテープドライブシステムにおける反射式光学センサの必要性を減少または全くなくすことができる。これに加え、既存の反射式光学サーボシステムと比較して、この例によればさらに、ヘッドのアクチュエータから光学センサをなくして光学系を単純化することにより、アクチュエータの嵩を減少させ機械的応答性を高めることが可能となる。
【００６４】
図１７を参照して、磁気テープサーボパターンと、ヘッドのアクチュエータに取付けられたマスクパターンとを用いてヘッド運動を検出する光学サーボシステムの例について説明する。この磁気テープサーボパターンおよびマスクパターンの幾何学的構成は図１４に示すものと類似であり得る。この方法の動作は図１３を参照して説明したものと類似する。磁気テープ１７２０に取付けられたまたはその一部にされたサーボパターンをコヒーレント光のレーザなどの光源１７１０が照らして透過をさせ、図１６に示すものに類似の回折パターンを生じさせる。次に、記録ヘッドに結合されたまたはその一部にされた参照マスクまたはアクチュエータマスク１７３０上に上記回折パターンを結像させる。アクチュエータマスク１７３０を通過する全体の光エネルギーは、テープ１７２０のサーボパターンおよびアクチュエータマスク１７３０を通過する光の総和である。ＣＭＯＳまたはＣＣＤ光検出器アレイなどのセンサ１７４０が、アクチュエータマスク１７３０を通過した回折光エネルギー合計を測定し、これはテープ位置およびアクチュエータ位置の両方に関する情報を含んでいる。
【００６５】
光がテープ１７２０のサーボパターンを透過すると、回折パターンがマスク１７３０に投射されて結像される。マスク１７３０または光源１７１０の動きが回折パターンをシフトさせることはないが、テープ１７２０のサーボパターンが横方向に動く際にはセンサ１７４０により測定される強度変化がある。光源１７１０で生じサーボパターンを透過した回折パターンは、この光がアクチュエータマスク１７３０のパターンを透過する際に生じさせる回折パターンと干渉する。最大強度が起きるのは、図１８に示すようにテープ１７２０のサーボパターンがマスク１７３０パターンの中心にあるときである。マスク１７３０が横方向に動くのに伴い２種類の影響が観察される。すなわち、ゆっくりと増加してから減少する強度変化、およびより速い正弦波状の強度変化であり、これはマスクパターンとのテープ回折パターンの各々のトラック交差に対応する。
【００６６】
マスク１７３０およびテープ１７２０のサーボパターンが適切に整列されていれば、バンド中心、具体的には（サーボバンドに１７本のトラックがあると仮定した場合）９番目のトラックにおいてただ一度だけ最大光強度のトラック交差が起こる。この最大強度のトラック交差が起こるのはテープサーボパターンがマスクパターンの直上にあるときである
。この容易に検出可能な信号は、トラックをカウントするための参照点である。この点より上には８本のトラックがあり、この点より下にも８本のトラックがあるので、結果としてサーボバンドのトラックは１７本あることになる。図２０のオシロスコープのトレースでは、マスクにおける１７本のトラックすべてが磁気テープ回折パターンを横切って動くときに得られた信号を示す。
【００６７】
トラックをカウントし方向を判断するには２つのサーボ信号を用いるのが有利である。正弦および余弦の波形など直角位相の波形を用いてトラック数および方向を維持することができる。たとえば、９０度だけ位相がオフセットされた２つのパターンを用いると正弦および余弦の信号が生成される。この例において、トラックピッチが０．００１００インチであると仮定すると、マスクが横切る相対的な変位は０．０００２５インチとなる。直角位相に置かれた２個の光検出器を伴って２つのマスクを用いた場合に得られる正弦および余弦の信号の数はトラック数を決定し、差は方向を決定する。これに加え、当業者には明確に理解されるように、マスクとテープとの間に置かれたさまざまな結像光学系により、マスク上に結像されるテープ回折パターンを最適化することができる。
【００６８】
別の例において、マスク１７３０はテープ１７２０と接触するガラス製のテープヘッド島状部に一体化され、こうしてテープ端縁における小さな異常をなくすことができる。マスクをガラス上に置くためには、堆積した金属層をエッチングで取除いたり、または写真マスクを直接貼付けたりすることができる。ガラス島状部は記録ヘッド付近に配置され得る。
【００６９】
以上の考察では、どのようにマスク位置センサが静止磁気テープとともに動作するかを説明した。磁気テープが運動しているときには、検出される信号にはもう１つの成分がある。テープサーボマークの運動はキャリアとして働き、テープの横方向の運動はこのキャリアを変調する。当業者には明らかであろうように、この後における信号処理技術を用いて、横方向のテープ運動の量に対応する変調の量を検出することができる。
【００７０】
上述の方法（およびその他ここに記載した方法）によれば、ほぼ不透明な標準型記録テープを通じての光学的透過が可能となる。光はマスク、波長およびｎ次の干渉集合／検出を整合的に選択することにより何次もの大きさにされる。この結果としての光学系は、アクチュエータからレーザおよび検出器を外したことによるアクチュエータの嵩の減少の実現可能性を示している。一例において、マスクはアクチュエータに取付けられる唯一の要素である。アクチュエータの嵩の減少により、先行技術の光学サーボ制御技術と比較してサーボ応答性が高まる。この方法およびシステムはまた、サーボのマークがなくなっていたり、または変形していたりすることに対する許容度がより高いが、それはこの方法およびシステムが同時に多くのサーボマークを統合して位置情報を生成させるからである。
【００７１】
別の例に従うと、磁気テープの端縁によって、マスクに結像される回折パターンが生成される。その結果としての干渉パターンには方向および相対運動の情報が含まれており、これは好適なセンサで検出されてヘッドのアクチュエータのサーボ位置決めに用いられる。すなわち光学サーボ方法およびシステムの一例においては、第１の回折媒体は記録テープの端縁を含む。サーボシステムの幾何学的構成（たとえばテープ端縁と第２の回折媒体との間の距離、および第２の回折媒体と上記少なくとも１つの検出器との間の距離）を調節することで、出力パターンにおける縁の２つの次数（たとえば次数（０，０）および（０，−１））間の位相差を制御することができる。たとえば、位相差を９０度に設定したり、または１２０度など部分的な直交値に設定したりできる。第１の検出器は１つの次数を検出でき、第２の検出器はもう１つの次数を検出できる。これら直角位相の信号の検出から、テープ端縁に対する第２の回折媒体の運動の方向に関する情報がコントローラに与えられる。
【００７２】
図１９は、光学源１９１０が記憶テープ１００の端縁を照らして回折パターンを生じさせサーボ情報をもたらす光学サーボシステムの一例を示す。このサーボシステム例の動作は、図１９で左から右への光経路を辿ることで記述され得る。レーザなどの光源１９１０がもたらした照明はテープ端縁１００にわたって回折して回折パターンを生じさせ、当該パターンは出力マスク回折パターンを生成するマスク１９３０上に結像されて当該マスクを通過する。出力回折パターンはセンサ１９４０により検出され、当該パターンは、システム内におけるテープ１００の相対的な位置情報を得るために、処理されてもよい。
【００７３】
一例において、光源１９１０はレーザダイオードなどのコヒーレント光源を含む。センサ１９４０は、ＣＣＤまたはＣＭＯＳ素子など任意の好適な光学センサアレイまたはラインスキャナを含むことができる。光源１９１０、センサ１９４０およびマスク１９３０は、テープ１００およびヘッドのアクチュエータ（図示せず）に対する既知の物理的関係で機械的に固定され得る。
【００７４】
一例において、マスクパターン１９３０は光学的なマーク（たとえば孔または透過部分）からなる４つのバンドを含み、そのうち１つを図１４に示す。一例において、マスクはピッチ２４μｍで直径１２μｍの孔パターンを含む。しかしその他さまざまな寸法およびマスクパターンが採用可能であることが認められるであろう。たとえば、採用され得る別のマスクパターンは、長手方向に並んだ線であって方向および相対運動の情報をもたらすのに好適な間隔付けおよび寸法のものを含む。マスク１９３０におけるパターンは１次元のものであり、好適な幅および間隔付けの線、または格子状の線パターンなどの要素を含み、これは光の透過を増大させる。さらに、光源に対する透過性がさまざまである複数材料のパターンを含むマスクもある。
【００７５】
光がテープ１００の端縁の上で回折し、回折パターンがアクチュエータマスク１９３０上に投射され結像される際、マスク１９３０または光源１９１０の動きは回折パターンをシフトさせることはない。むしろこの動きは、センサ１９４０で測定される回折パターンにおける強度変化を生じさせる。最大強度が起きるのは、テープ端縁の回折パターンがアクチュエータマスク１９３０のパターンをカバーするまたはこれと整合するときである。マスク１９３０がテープ１００の端縁に対して横方向に動くのに伴い２つの影響が観察される。すなわち、ゆっくりと増加する強度変化、およびより速い正弦波状の強度変化であり、これはアクチュエータマスクの回折パターンとのテープ端縁の回折パターンの各トラック交差に対応する。
【００７６】
出力マスクの回折パターンから、次数（０，０）および（０，−１）の２つにより、テープ１００またはマスク１９３０の横方向の運動の関数として互いに位相のずれた光レベルが生じる。システムの幾何学的構成、たとえばテープ１００の端縁からマスク１９３０への距離およびマスク１９３０からセンサ１９４０までの距離を調節することで、２つの次数（０，０）および（０，−１）間の位相差の量を変化させることができる。一例において、サーボシステムの位相差は９０度の位相のずれであり、たとえばこれは正弦および余弦の波形の場合に該当する。９０度位相がずれた２つの波形を用いることで、トランスデューサのヘッドに対するテープ１００の相対的な位置および運動方向の両方が導き出され得ると認められるであろう。一例において、２個の光検出器を、回折パターンの各次数につき１個ずつ設けることで信号を同時に検出することが可能となる。図２０は一例における２つの次数を表示するスコープトレースを例示する。
【００７７】
マスク１９３０とテープ１００の端縁とが適切に整列させられている場合には、最大光強度のトラック交差は１度だけである。この最大強度のトラック交差が起きるのは、テープ端縁の回折パターンがマスクパターン上に合わせられるときである。この信号はトラッ
クについての判断をするための参照点である。図２０に示すスコープトレースの例では、最大強度トラックはトラック１７で起こる。
【００７８】
当業者には理解されるであろうように、ここに例示したテープ端縁の位置を検知するサーボ方法は単に例としてのものであり、上述の方法およびシステムに対するさまざまな変更（装置または動作を加えたりなくしたりすることを含む）が可能である。これに加え、さまざまな方法およびシステムが、その他の光学テープ端縁サーボ方法およびシステムと組合せて使用可能である。
【００７９】
以上の詳細な説明は例としての実施例を示すために与えたものであり、制限的であると意図されたものではない。当業者であれば、この発明の範囲内で数多くの変更および変形が可能であることが明らかであろう。たとえば、ここに記載したさまざまな方法およびシステムの例は単独で用いられることも、またはその他さまざまな位置決めおよび／またはサーボ方法およびシステムと組合せて用いられることもあり、これはここに記載されるものであるか、またはその他でたとえば光学または磁気サーボ方法およびシステムを含むものであるかを問わない。これに加えて特定の例について検討がなされ、さらにこれら例が関連技術にあるいくつかの問題にどのように対処するように考えられているかについて検討した。しかしこの議論は、ここに示すさまざまな例を、上記不利益に実際に対処またはこれを解決する方法および／またはシステムへと限定することを意図していない。
【００８０】
なお最後に、これらの事例において、万が一文章中の同じ参照番号または文字が異なる図において異なる要素を指していた場合、当業者には論理的に明らかであろうように、文章中における当該箇所で論じられている図を、この参照番号または文字が正しい要素と関連付けられるのに適切な文脈として参照されたい。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】読出プロセスの一例における記憶媒体上のデータトラックに対する読取要素を示す図である。
【図２Ａ】読取プロセスの一例における記憶媒体上のデータトラックに対する読取要素を示す図である。
【図２Ｂ】隣接するデータトラックから生成された読取信号の一例を示す図である。
【図２Ｃ】隣接するデータトラックから生成された読取信号の一例を示す図である。
【図３】読取プロセスの一例における記憶媒体上のデータトラックに対する２個の読取要素を示す図である。
【図４】磁気テープに対してある磁気ヘッドのアセンブリの一例と、これに関連する、サーボプロセス中に生成される信号とを示す図である。
【図５】磁気テープに対してある磁気ヘッドのアセンブリのもう１つの例と、これに関連する、サーボプロセス中に生成される信号とを示す図である。
【図６】磁気テープに対してある磁気ヘッドのアセンブリのもう１つの例と、これに関連する、サーボプロセス中に生成される信号とを示す図である。
【図７】磁気ヘッドの幾何学的構成の一例を示す図である。
【図８】磁気ヘッドの幾何学的構成の一例を示す図である。
【図９】磁気ヘッドの幾何学的構成の一例を示す図である。
【図１０】磁気ヘッドの幾何学的構成の一例を示す図である。
【図１１】磁気ヘッドの幾何学的構成の一例を示す図である。
【図１２】読み書きマルチチャネルヘッドの一例における１本のチャネルを示す図である。
【図１３】光学サーボシステムの一例を示す図である。
【図１４】対象マスクおよび／または参照マスクのパターンの一例を示す図である。
【図１５】対象マスクおよび／または参照マスクのパターンの一例を示す図である。
【図１６】光学マスクの回折パターンの一例を示す図である。
【図１７】光学サーボシステムの一例を示す図である。
【図１８】光学サーボシステムにおける光学センサで検出された信号の例を示す図である。
【図１９】光学サーボシステムの一例を示す図である。
【図２０】光学サーボシステムにおける光学センサで検出された信号の例を示す図である。
【符号の説明】
【００８２】
１００  記憶媒体、１１０  データ読取要素、１２０  サーボ読取要素、４００  磁気記憶媒体、４０２  トランスデューサのヘッド、４０６  読取要素、４１０  アクティブなデータトラック、４２０  参照データトラック、１３１０  光源、１３２０  第１の回折媒体、１３３０  第２の回折媒体、１３４０  検出器。
【図１】
2005129214.tif 000003
【図２Ａ】
2005129214.tif 000004
【図２Ｂ】
2005129214.tif 000005
【図２Ｃ】
2005129214.tif 000006
【図３】
2005129214.tif 000007
【図４】
2005129214.tif 000008
【図５】
2005129214.tif 000009
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図１６】
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